Table Of ContentAVALIAÇÃO DE PARÂMETROS GEOQUÍMICOS EM SEDIMENTOS DO LAGO
COARI (AMAZÔNIA)
Tatiana Santos da Cunha
Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Pós-
graduação em Engenharia Civil, COPPE, da
Universidade Federal do Rio de Janeiro, como parte
dos requisitos necessários à obtenção do título de
Doutor em Engenharia Civil.
Orientador(es): Luiz Landau
Celeste Yara dos Santos Siqueira
Rio de Janeiro
Outubro de 2010
AVALIAÇÃO DE PARÂMETROS GEOQUÍMICOS EM SEDIMENTOS DO
LAGO COARI (AMAZÔNIA)
Tatiana Santos da Cunha
TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DO INSTITUTO ALBERTO LUIZ
COIMBRA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA DE ENGENHARIA (COPPE) DA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS
NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE DOUTOR EM CIÊNCIAS EM
ENGENHARIA CIVIL.
Examinada por:
__________________________________________
Prof. Luiz Landau, D.Sc.
__________________________________________
Dr. Fernando Pellon de Miranda, Ph.D.
__________________________________________
Prof. Celeste Yara dos Santos Siqueira, Ph.D.
__________________________________________
Prof. Marcelo Corrêa Bernardes, Ph.D.
__________________________________________
Prof. Renato Campello Cordeiro, D.Sc.
OUTUBRO DE 2010
Cunha, Tatiana Santos da
Avaliação de parâmetros geoquímicos em sedimentos
do lago Coari (Amazônia) / Tatiana Santos da Cunha. –
Rio de Janeiro: UFRJ/COPPE, 2010.
XIII, 147 p.: il.; 29,7 cm.
Orientador: Luiz Landau
Celeste Yara dos Santos Siqueira
Tese (doutorado) – UFRJ/ COPPE/ Programa de
Engenharia Civil, 2007.
Referencias Bibliográficas: p. 117-142
1. Metais pesados. 2. Piatam. 3. HPAs. I. Landau,
Luiz. II. Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE,
Programa de Engenharia Civil. III. Titulo.
iii
Dedico esta tese aos meus filhos Ítalo, Sophia e Igor.
iv
AGRADECIMENTOS
À Deus, pelo conforto nos momentos de aflição.
Aos meus pais, Donald e Elizabeth, pelo apoio, motivação e paciência nos momentos
difíceis, e por terem feito de mim a pessoa que sou.
Aos meus filhos que sempre acreditaram na minha vitória.
Às minhas irmãs, pelo carinho incondiconal. Em especial à Patrícia que sempre esteve
presente em todos os momentos difíceis de minha vida. Brigo com você, mas te amo muito
irmã querida!
Ao coordenador do curso de Petróleo e gás, Luiz Landau, que foi o principal responsável por
tornar possível a realização deste trabalho, por acreditar em mim, pelo carinho, pela
atenção, pelo apoio em todos os momentos. Muito obrigada Landau por tudo que você fez
por mim, jamais terei como retribuir. Você foi à luz que percorreu ao meu lado nesta jornada.
Ao professor Marcelo Bernardes, que me motivou desde o início do trabalho, que nunca
deixou de me atender quando solicitado, que acreditou que eu seria capaz de concluí-lo e
que sem dúvida foi à pessoa mais importante para a conclusão do mesmo.
Obrigada Marcelo pela sua atenção, pelo seu empenho pelo seu profissionalismo e
principalmente pelo seu carinho.
Ao professor Renato Campello, que mais uma vez esteve participando da minha orientação,
mais uma vez demonstrando sua amizade e seu carinho, por ser solícito em todas as horas
necessárias e pelas análises granulométricas que pude realizar em seu laboratório.
A professora Celeste Yara pela coleta e pelas análises dos compostos orgânicos.
Ao professor Pellon por permitir que eu participasse do PIATAM e por fazer parte de minha
banca examinadora
A todos os professores que compartilharam os conhecimentos e experiências profissionais.
v
Às grandes amigas de todas às horas Eliane Velasco e Márcia Val, que sempre estiveram
ao meu lado, tanto nas alegrias quanto nos momentos mais difíceis. Amigas eternas!
Ao amigo Josias, por todo apoio, carinho, incentivo, por nunca permitir que eu me
desanimasse, por me fazer sorrir em todos os momentos de lágrimas. Obrigada Josias por
estar sempre ao meu lado.
Aos funcionários do LAMCE, em especial à Mônica, Verônica e Sérgio.
Ao funcionário do PEC, em especial à Beth, por seu excelente trabalho, carinho e atenção.
Aos meus amigos Márcio, Jean, Patrícia, Ana Paula e Roberta que me ouviram com tanto
carinho nas horas de desespero. E a todos que estiveram presentes de alguma forma na
minha vida.
Gostaria de agradecer ao Programa de Formação de Recursos Humanos da Agência
Nacional de Petróleo (PRH-02).
vi
Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários para
a obtenção do grau de doutor em Ciências (D.Sc.)
AVALIAÇÃO DE PARÂMETROS GEOQUÍMICOS EM SEDIMENTOS DO LAGO COARI
(AMAZÔNIA)
Tatiana Santos da Cunha
Outubro/2010
Orientadores: Luiz Landau
Celeste Yara dos Santos Siqueira
Programa: Engenharia Civil.
Este estudo visa compreender o funcionamento do Lago Coari através de análises
geoquímicas de sedimento, prevendo a entrada de contaminantes para dentro do lago, e o
comportamento dos mesmos, caso ocorra algum acidente ambiental na região. Para este
fim, foram coletadas amostras de sedimentos superficiais localizadas a jusante (Tesol 1) e
a montante (Tesol 2) do terminal da Petrobras; um testemunho na entrada do lago Coari e
outro em frente à cidade de Coari. O objetivo foi comparar as concentrações dos metais e
matéria orgânica com possíveis fatores controladores da deposição destes nos diferentes
pontos estudados; onde através da deposição de 210Pb, pode-se correlacioná-los com
suas respectivas fontes. O perfil sedimentar na entrada do lago Coari (P4) apresentou
maiores valores de COT (0,72%) e C/N (27,4%), enquanto que no perfil sedimentar P5
dentro do lago Coari, os valores de COT (0,44%) e C/N (18,3%) foram menores, sugerindo
maior afinidade do P4 com o material transportado pelo rio Solimões. A predominância de
n-alcanos ímpares de maior peso molecular e com maiores intensidades para n-C nas
29
amostras superficiais do Tesol e no perfil sedimentar P4 corroboram com a origem de
material oriundo da degradação de plantas terrestres, assim como registro de perileno
neste material. As maiores concentrações de metais de origem antrópica correspondem
aos excessos de 210Pb, ou seja, o material recente traz o sinal da ação antropogênica
dentro do lago Coari. Desta forma, foi verificada a influência do material transportado pelo
rio Solimões na entrada do lago enquanto que os sedimentos do interior do lago retratam
um sistema sem influência do Solimões, onde a deposição sedimentar do lago reflete a
entrada de material de sua bacia de drenagem e da própria produtividade primária. As
análises também confirmam a ausência de material petrogênico na região, comprovando
que a mesma não foi impactada até o momento pelas atividades petrolíferas.
vii
Abstract of Thesis presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the requirements for the
degree of doctor of Science (D.Sc.)
GEOCHEMICAL PARAMETERS ASSESSMENT IN SEDIMENTS OF LAKE COARI
(AMAZON)
Tatiana Santos Da Cunha
October/2010
Advisors: Luiz Landau
Celeste Yara dos Santos Siqueira
Department: Civil Engineering
This study aims to understand Lake Coari function through the geochemical analysis of
sediments, assessing the contaminants input into the lake and also their behavior in case of
environmental accident in the region. To achieve this proposal, we collected samples an
surface sediments located downstream (Tesol 1) and upstream (Tesol 2) of Petrobras
Terminal; a core at the entrance of Lake Coari and another in front of the Coari city. The
objective was to compare the concentrations of metals, organic matter with possible factors
controlling the deposition process in these different points. The deposition of 210Pb was also
evaluated in order to correlate the geochemical parameters with their respective sources.
The sediment profile at the entrance of Lake Coari (P4) showed higher values of TOC
(0.72%) and C/N (27.4%), whereas in the sediment profile P5, situated into the lake Coari,
the TOC values (0 44%) and C/N (18.3%) were lower. It suggested higher affinity of P4 with
the material carried by the Solimões river. The predominance of odd n-alkanes of higher
molecular weight and higher intensities for n-C in surface samples of the P4 sediment
29
profile and Tesol corroborate the terrestrial debris as the main source of those materials.
Records of perylene in some of those samples reinforce this origin. Highest concentrations of
metals with anthropogenic origin corresponded to excess 210Pb, ie, the sediments brings the
latest sign of anthropogenic disturbance within the lake Coari. Thus, the effects of the
material transported by the Solimões river reaches the entrance of the lake while the
sediments within the lake portray a system without the influence of the main river. At this site
the sediment deposition reflects the input of material from the kale’s drainage basin and lake
primary productivity. The analysis also confirmed the absence of petrogenic material in the
region, proving that it was not yet impacted by oil activities.
viii
SUMÁRIO
CAPÍTULO 1: INTRODUÇÃO 1
1.1 Motivação 1
1.2 Objetivos 2
1.3 Apresentação 2
CAPÍTULO 2: REVISÃO DA LITERATURA 4
2.1. Sedimentação em ambientes lacustres 4
2.2. Matéria orgânica em sedimentos lacustres 5
2.3. Comportamento dos metais em sedimentos lacustres 10
2.4. Parâmetros hidrológicos 18
2.5. Indicadores limnológicos 19
2.6. Composição elementar do carbono e do nitrogênio (C/N) 20
2.7. Composição isotópica do carbono 21
2.8. Marcadores biológicos 24
2.9. Hidrocarbonetos 25
CAPÍTULO 3. ÁREA DE ESTUDO 43
3.1. Planície aluvial do rio Solimões, Estado do Amazonas na confluência
com o lago Coari 43
CAPÍTULO 4. PARTE EXPERIMENTAL 49
4.1. Amostragem 49
4.2. Metodologia 53
4.2.1. Determinações auxiliares 53
4.2.2. Composição elementar 56
4.2.3. Análises granulométricas 56
4.2.4. Análise dos compostos orgânicos no sedimento 58
4.2.5. Determinação dos metais Al, Cd, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, V e Zn 63
4.2.6. Determinação de 210Pb em sedimento 65
4.2.7.tratamento estatístico dos dados 68
CAPÍTULO 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 70
5.1. Parâmetros físico-químicos 70
5.1.1 Temperatura, condutividade, ph, OD da água e Eh DOS
SEDIMENTOS 70
5.2. Parâmetros sedimentológicos 72
5.2.1. Granulometria 72
5.2.2. Composição elementar da matéria orgânica no sedimento (COT,
NOT, C/N) e densidade aparente 75
5.2.3. Marcadores orgânicos 81
5.2.4. Metais 93
5.2.5. 210Pb nos testemunhos sedimentares P4 e P5 100
5.3. Tratamento estatístico dos dados 104
CAPÍTULO 6. CONCLUSÃO 114
CAPÍTULO 7. REFERÊNCIAS 117
8. ANEXO I 141
ix
LISTA DE FIGURAS PÁG
Figura 1: Ciclo do Carbono em lagos 6
Figura 2: Diagrama δ13C × C/N proposto por Meyers 23
Figura 3: Relações estruturais entre os hidrocarbonetos 26
Figura 4: Representação estrutural de alguns HPAs 36
Figura 5: Terminal TESOL da Petrobrás no rio Solimões 45
Figura 6: Área de estudo do Piatam 46
Figura 7: Localização da área de estudo 47
Figura 8: Localização das amostras de sedimento superficiais no rio
Solimões antes do terminal Tesol (P1) e depois do terminal Tesol (P2)
48
Figura 9: Localização dos testemunhos no canal de entrada do lago Coari
(P4) e dentro do lago em frente a cidade Coari (P5)
48
Figura 10: Coleta de testemunho no Lago Coari 50
Figura 11: Coleta de sedimento superficial no rio Solimões 51
Figura 12: Testemunho sendo fatiado para datação 53
Figura 13: Desenho esquemático de um cromatógrafo à gás 61
Figura 14: Parâmetros físico-químicos da água do Lago Coari:
Temperatura(°C), Condutividade(Us), Ph, Oxigênio Dissolvido(%) e Eh
72
dos sedimentos
Figura 15: Porcentagens de areia, silte e argila (em %) nos testemunhos
sedimentares P4 e P5. 75
Figura 16: Distribuição vertical do conteúdo de carbono, nitrogênio (em %),
relação C/N e densidade aparente (g/cm3) no perfil sedimentar P4 78
Figura 17: Distribuição vertical do conteúdo de carbono, nitrogênio, relação
C/N e densidade aparente no perfil sedimentar P5 80
Figura 18: Perfil de distribuição COT %, C/N, RAT, IPC e total de n-alcanos
(ng/g) ao longo do testemunho 86
Figura 19: Diagrama com distribuição característica da concentração de n-
alcanos versus número de carbonos (nC – nC )no testemunho P4 87
15 35
88
Figura 20: Concentração dos n-alcanos no Tesol1
Figura 21: Concentração dos n-alcanos no Tesol 2 89
Figura 22: Perfil de distribuição da composição isotópica individual de n-
alcanos versus número de carbonos 90
Figura 23: Gráfico relação C/N versus δ13C do lago Coari 91
Figura 24: Cromatograma de íons totais do testemunho P4 no lago Coari
93
(profundidade 12 – 17 cm)
Figura 25: Cromatograma de íons totais do testemunho P4 no lago Coari
(profundidade 42 – 47 cm) 93
x
Description:deixou de me atender quando solicitado, que acreditou que eu seria capaz de O perfil sedimentar na entrada do lago Coari (P4) apresentou.
